EP3956640A1 - Dispositif de mesure d'une masse d'un corps et procédés associés - Google Patents

Dispositif de mesure d'une masse d'un corps et procédés associés

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EP3956640A1
EP3956640A1 EP20723021.0A EP20723021A EP3956640A1 EP 3956640 A1 EP3956640 A1 EP 3956640A1 EP 20723021 A EP20723021 A EP 20723021A EP 3956640 A1 EP3956640 A1 EP 3956640A1
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EP
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support
mass
values
control module
product
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EP20723021.0A
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EP3956640B1 (fr
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Guillaume FOUBERT
Hervé BROCHIER-CENDRE
Eric Ghio
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Exel Industries SA
Original Assignee
Exel Industries SA
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Publication date
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Publication of EP3956640B1 publication Critical patent/EP3956640B1/fr
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B13/00—Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00
    • B05B13/02—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work
    • B05B13/0207—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work the work being an elongated body, e.g. wire or pipe
    • B05B13/0214—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work the work being an elongated body, e.g. wire or pipe the liquid or other fluent material being applied to the whole periphery of the cross section of the elongated body
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/0093—At least a part of the apparatus, e.g. a container, being provided with means, e.g. wheels or casters for allowing its displacement relative to the ground
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/14—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas designed for spraying particulate materials
    • B05B7/1404—Arrangements for supplying particulate material
    • B05B7/144—Arrangements for supplying particulate material the means for supplying particulate material comprising moving mechanical means
    • B05B7/1445—Arrangements for supplying particulate material the means for supplying particulate material comprising moving mechanical means involving vibrations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F22/00—Methods or apparatus for measuring volume of fluids or fluent solid material, not otherwise provided for
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
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    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G—PHYSICS
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    • G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/296—Acoustic waves
    • G01F23/2966—Acoustic waves making use of acoustical resonance or standing waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G19/00—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups

Definitions

  • TITLE Device for measuring a mass of a body and associated processes
  • the present invention relates to a device for measuring the mass of a body.
  • the present invention also relates to an associated measurement method as well as a method for projecting an associated product.
  • installations for spraying products in particular coating products, generally comprise a sprayer intended to spray the product, for example on one or more parts to be covered, as well as a reserve of the product connected to the sprayer by one or more several conduits.
  • Such installations are used in particular for spraying these products in the form of fluids such as liquids, or powders.
  • the products thus projected are not very fluid and tend to homogenize poorly in the reserve. For example, some very viscous liquids or powders tend not to immediately occupy the space freed by the product which has left the reserve to be projected. Thus, it may happen that the end of the pipe sucking the product to lead it to the sprayer is found at least partially surrounded by an empty zone while the reserve is not empty, since the product sucked has not. not been replaced in the suction zone by product from the rest of the reserve. An unwanted variation in the spray rate then occurs, up to and including an interruption in the supply of the sprayer to the product to be sprayed.
  • an installation for spraying fluid in particular powders, comprises a scale making it possible to evaluate the mass of the reserve, and therefore the quantity of product remaining.
  • installations include tanks in which products such as agro-food or chemical products are stirred, for example in the context of the preparation of a product processed from these products or in order to facilitate the processing. 'flow of the product from the tank to another part of the installation.
  • a powder distribution unit capable of automatically supplying one or more other installations with powder, is another example of an installation subjected to vibrations and for which the mass of a body, here the quantity of powder remaining, must be measured.
  • the measurement of the mass of a vibrating body is made very imprecise by the mechanical vibrations to which the body is subjected.
  • mass is measured by measuring a displacement caused by the action of the body's weight on a spring or other biasing member, the vibration continually changes the value of that displacement.
  • a device for measuring a mass of a body comprising a support suitable for supporting the body, a frame and an actuator configured to vibrate the support relative to the frame, the device comprising an accelerometer configured to measure values of an acceleration of the support upon vibration of the support and an electronic control module configured to estimate the mass of the body from the measured acceleration values.
  • the device comprises one or more of the following characteristics, taken in isolation or in any technically possible combination:
  • control module is configured to calculate speed values of the support relative to the frame from the measured acceleration values, and to estimate the body mass from the calculated speed values.
  • control module is configured to determine a vibration frequency of the support relative to the frame from the measured acceleration values, and to estimate the mass of the body from the determined vibration frequency.
  • control module is configured to determine the vibration frequency from the calculated speed values.
  • control module is configured to compare the determined vibration frequency with at least a first predetermined threshold, and to estimate the mass of the body as a function of the comparison.
  • control module is configured to generate, when the frequency is greater than or equal to said at least a first threshold, a signal intended for a user of the device.
  • control module is configured to compare the determined vibration frequency with a plurality of first predetermined thresholds, and to estimate the mass of the body as a function of each comparison.
  • control module is configured to calculate values of the coefficients of a Fourier transform from the calculated speed values, and to determine the vibration frequency from the calculated coefficient values.
  • control module is configured for:
  • the actuator is configured to move the support in a direction relative to the frame when the actuator vibrates the support, the accelerometer being configured to measure acceleration values of the support in said direction.
  • the body is a reserve of a product
  • the device further comprising a projector configured to receive a flow of the product from the reserve and to project the received product, the product being in particular a powder.
  • a method for measuring a mass of a body implemented by a measuring device comprising a support supporting the body, a frame and an actuator configured to make the support vibrate relative to the frame, the method comprising steps of:
  • a method of spraying a product is also proposed, implemented by a device as defined above, the support supporting a reserve of the product, the product being in particular a powder, the process comprising steps of:
  • Figure 1 is a schematic representation of an example of a device according to the invention.
  • FIG 2 is a flowchart of the steps of a product projection process, implemented by the device of Figure 1,
  • Figure 3 is an example of frequency spectrum measured during the method of Figure 2
  • FIG. 4 is a second example of frequency spectrum measured during the method of FIG. 2.
  • FIG. 1 A first example of a device 10 for measuring a mass of a body 22 is shown in Figure 1.
  • the device comprises a frame 15, a support 20 configured to support the body 22, an actuator 25, an accelerometer 35, a control module 40 and an indicator 45.
  • the device 10 will be described below in the case where the device 10 is a device for projecting a product P.
  • the projection device 10 further comprises a sprayer 30.
  • the body 22 is, for example, a reserve of the product P.
  • the device 10 does not include a sprayer 30.
  • the projection device 10 is configured to project a product P, in particular a coating product such as a paint or a varnish.
  • Product P is, for example, in powder form.
  • product P is a powder coating product capable of melting to form a coating product layer on the surface of a workpiece when the powder-coated workpiece is heated.
  • the frame 15 is, for example, configured to support the support 20, the body 22, the actuator 25, the control module 40 and the indicator 45. However, embodiments in which at least one of the support 20 , the body 22, the actuator 25, the control module 40 and the indicator 45 is not supported by the frame 15 are also possible.
  • the frame 15 comprises, for example, a frame 50, in particular metal, and wheels 55, as well as a gripping member 60, in particular a handle, suitable for allowing a user to move the device 10.
  • the frame 15 is a fixed frame, for example a concrete slab, or any other type of fixed frame.
  • the support 20 is configured to support the body 22.
  • the frame 15 supports the body 22 through the support 20.
  • the support 20 is, for example, made of a metallic material.
  • the support 20 is made at least partially of a plastic material, for example of a composite material.
  • the support 20 comprises, for example, a support face 60, and optionally one or more wedge (s) 65, also called stopper (s).
  • the support 20 is movable relative to the frame 15.
  • the support 20 is configured to occupy, at rest and in the absence of external mechanical stress, a position of equilibrium with respect to the frame 15, and to be moved by the actuator 25 towards at least one position different from the equilibrium position.
  • the support 20 is, for example, connected to the frame 15 by one or more dampers 70, made in particular of an elastomeric material.
  • Each damper 70 is, for example, interposed in the vertical direction between the frame 15 and the support 20. In this case, the deformation of the damper (s) 70 allows relative displacement of the support 20 with respect to the frame 15.
  • the support 20 is suspended from the frame 15 via the shock absorber (s) 70.
  • the support 20 is mounted on the frame 15 via a pivot connection or by another type of mechanical connection allowing relative displacement of the support. 20 in relation to the frame 15.
  • the support face 60 is provided to support the body 22.
  • the support face 60 is, for example, flat.
  • the support face 60 forms, when the device 10 is in operation, an angle greater than or equal to 10 degrees (°) with the horizontal.
  • a normal direction D perpendicular to the support face 60, forms an angle greater than or equal to 10 ° with a vertical direction Z.
  • the angle between the normal direction D and the vertical direction Z is between 85 degrees (°) and 95 °.
  • the support face 60 is a horizontal face.
  • the shim (s) 65 are configured to prevent movement of the body 22 from a position in which the body 22 is supported by the support face 60 up to a position where the body 22 is not supported by the support face 60.
  • each wedge 65 is disposed on a perimeter of the support face 60 and forms a projection from the support face 60.
  • each wedge 65 is disposed at a lower end of the support face 60, when the latter forms an angle with the horizontal.
  • each wedge 65 is suitable for preventing the body 22 from falling from the support face 60 under the effect of gravity.
  • the body 22 is supported by the support 20.
  • the body 22 is, in particular, removable from the support 20.
  • the body 22 is placed on the support face 60.
  • the body 22 is fixed to the support 20.
  • the body 22 is suspended from the support 20, for example via hooks, or else fixed to the support 20 by snap-fastening.
  • the body 22 is integral with the support 20.
  • a mass of the body 22 is likely to be between, for example, 0 kilogram (kg) and 25 kg.
  • the body 22 is a reserve of the product P.
  • the body 22 contains product P.
  • the body 22 is, for example, a container such as a barrel, a box, or even a bottle.
  • the body 22 is integral with the support 20, the body 22 is formed by a hollow part of the support 20, which is designed to be filled with the product P.
  • the actuator 25 is configured to vibrate the support 20 relative to the frame 15.
  • the actuator 25 is configured to jointly vibrate the support 20 and the body 22 which is supported by the support 20, when this body is present.
  • vibration is understood in particular to mean a periodic or pseudo-periodic movement of the support 20 relative to the frame 15.
  • the vibration is an oscillation.
  • the vibration has, for example, a first temporal frequency between 0 Hertz (Hz) and 100 Hz, in particular between 40 Hz and 60 Hz.
  • the actuator 25 is configured to exert on the support 20 a periodic force having a second frequency. The force tends to move the support 20 relative to the frame 15.
  • the second frequency is, for example, between 10 Hertz (Hz) and 100 Hz, in particular between 40 Hz and 60 Hz.
  • the second frequency is likely to be different from the first frequency.
  • the force exerted by the actuator 25, which has the second frequency causes vibration of the support 20 and of the body 22 with a first frequency different from the second frequency.
  • the first frequency is, in particular, a natural frequency of the assembly formed by the support 20, the body 22 and the element (s), such as the actuator 25 in the embodiment shown in FIG. 1, which are integral with the support 20 and the body 22.
  • a natural frequency of an object or a set of objects is in particular a frequency at which the object or the set is capable of vibrating naturally in the absence of external constraints For example, if the object or the together is moved out of a position of equilibrium and then left free to move until having dissipated the energy brought by this initial displacement, the object or the whole will naturally adopt a pseudoperiodic movement around its position of equilibrium, at one of its natural frequencies, until finally returning to its position of static equilibrium.
  • An object or set of objects is likely to have several natural frequencies corresponding in particular to different movements.
  • the first frequency is a function of the mass of the support 20 and of the body 22.
  • the movement of the support 20 during vibration is, for example, a movement in a plane perpendicular to the vertical direction Z.
  • the movement is a movement in the vertical direction Z.
  • the actuator 25 is, for example, integral with the support 20, in particular supported by, in particular suspended from, the support 20.
  • the actuator 25 comprises, for example, a motor 75, in particular an electric motor, a shaft 80 and a ballast 85.
  • the motor 75 is configured to rotate the shaft 80 about its axis A.
  • the motor 75 is configured to rotate the shaft 80 about its axis A with a frequency between 10 Hz and 100 Hz, in particular between 40 Hz and 60 Hz.
  • Ballast 85 is attached to shaft 80.
  • the 85 ballast has a center of gravity.
  • a distance between the A axis and the center of gravity is strictly greater than zero.
  • the distance is between 5 millimeters (mm) and 500 mm.
  • the center of gravity of the ballast 85 is set in motion.
  • the ballast forms an unbalance during the rotation of the shaft 80.
  • a force then appears which tends to make the actuator 25, and therefore also the support 20, vibrate.
  • the actuator 25 is interposed between the frame 15 and the support 20, and configured to exert on the frame 15 and on the support 20 a periodic force tending to make the support 20 vibrate relative to the frame 15.
  • the sprayer 30 is configured to receive a flow of product P from the body 22 and to project the product P, for example onto a part that the user wishes to cover with product P.
  • the sprayer 30 is, for example, an electrostatic sprayer capable of imposing an electric potential difference between the sprayer 30 and the part to be covered.
  • the sprayer 30 is, for example, connected to the body 22 by a conduit 90 and configured to suck product P via the conduit 90.
  • the accelerometer 35 is configured to measure values of an acceleration of the carrier 20.
  • the accelerometer 35 is integral with the carrier 20 and configured to measure values of an acceleration of the accelerometer 35.
  • the accelerometer 35 is, for example, configured to measure the acceleration values with a time measurement frequency between 35 Hertz (Hz) and 50 Hz.
  • a time interval between two time instants corresponding to two successive measured values is constant.
  • the measurement frequency is constant.
  • the measurement frequency is variable.
  • the accelerometer 35 is, for example, configured to measure values of an acceleration of the support 20 in a single direction D1.
  • the direction D1 is a direction in which an amplitude of the movement of the support 20 during vibration is greater than or equal to the amplitudes of the movement of the support 20 in the other directions.
  • the direction D1 is a direction such that the actuator 25 is configured to exert on the support 20 a force tending to move the support 20 relative to the frame 15 in this direction.
  • Direction D1 is, for example, a direction perpendicular to the axis A of the shaft
  • the accelerometer 35 is configured to measure acceleration values of the support 20 in two distinct directions, notably in two directions perpendicular to each other.
  • the accelerometer 35 is configured to measure acceleration values of the support 20 in two directions perpendicular to the axis A.
  • the accelerometer 35 is configured to transmit the measured acceleration values to the control module 40.
  • the accelerometer 35 is connected to the module. control 40 by a wired link, or else is configured to communicate with the control module 40 by radiofrequency waves.
  • the control module 40 is configured to estimate a mass of the body 22, in particular a mass of product P in the body 22, from at least the acceleration values measured by the accelerometer.
  • control module 40 is configured to generate a signal, for example a signal to the user, dependent on the mass of the body.
  • control module 40 is configured to determine, from at least the measured acceleration values, the first frequency, and to estimate the mass from the first determined frequency.
  • control module 40 is configured to estimate the mass of the reserve 22 from a parameter other than the first frequency, for example from an absolute value of at least an acceleration value, for example by comparing the absolute value to a threshold.
  • the control module 40 comprises, for example, a calculation module, a determination module, and an estimation module.
  • the control module 40 comprises, in particular, a data processing unit 92 comprising a processor 95 and a memory 100, in which software instructions are stored.
  • a data processing unit 92 comprising a processor 95 and a memory 100, in which software instructions are stored.
  • the software instructions are executed by the processor 95, the calculation module, the determination module and the estimation module are formed.
  • the calculation module, the determination module and the estimation module are produced in the form of dedicated integrated circuits, or else of programmable logic circuits.
  • the control module 40 is configured to calculate the speed values of the support 20 from the measured acceleration values, and to estimate the mass from the calculated speed values.
  • the control module 40 in particular the calculation module, is configured to calculate the speed values by time integration of the measured acceleration values.
  • the control module 40 is, in particular, configured to calculate the speed values of the support 20 and to determine the first frequency from the calculated speed values.
  • the determination of the first frequency is, in particular, carried out by the determination module.
  • control module 40 in particular the determination module, is configured to estimate the mass of the body 22 from an absolute value of at least one calculated speed value, for example from the result of the comparison of the absolute value with a predetermined threshold.
  • the control module 40 in particular the determination module, is configured to calculate the values of the coefficients of a Fourier transform.
  • the Fourier transform is, for example, a Fourier transform of the calculated speed values.
  • the Fourier transform is a Fourier transform of the measured acceleration values, or of the displacement values of the support 20 relative to the frame.
  • the displacement values are, in particular, values of a distance of the support 20 from the equilibrium position.
  • the displacement values are, for example, calculated by the control module 40 from the measured acceleration values, in particular by temporal integration of the calculated speed values.
  • the control module 40 is, for example, configured to calculate the values of coefficients by fast Fourier transform.
  • the fast Fourier transform often referred to by the acronym FFT, from the English “Fast Fourier Transform”, is an algorithm for calculating a discrete Fourier transform.
  • the control module 40 is configured, in a manner known per se, to determine the first frequency from the calculated coefficients.
  • the control module 40 is configured, for example, to estimate the mass of the body 22 based on a comparison of the first frequency with at least one predetermined frequency threshold.
  • the control module 40 is configured to estimate the mass of the body 22 based on a comparison of the first frequency with a plurality of frequency thresholds.
  • the estimation module is configured to compare the first frequency with a first frequency threshold and with a second frequency threshold strictly greater than the first frequency threshold.
  • the control module 40 is, for example, configured to generate a first signal if the first frequency is greater than or equal to the first frequency threshold.
  • the first signal is, in particular, a signal intended to inform the user that the mass of the body 22 is less than or equal to a first mass value.
  • the first frequency threshold is, for example, between 47 Hz and 50 Hz.
  • the first mass value is equal to zero, corresponding in particular to an empty reserve.
  • control module 40 is configured to generate a second signal if the first frequency is strictly less than the first threshold and greater than or equal to the second threshold.
  • Each signal generated by the control module 40 is, in particular, generated by the estimation module.
  • the second signal is, in particular, a signal intended to inform the user that the estimated mass is strictly greater than the first mass value and less than or equal to a second mass value.
  • the second mass value is, for example, equal to 25 kg.
  • the second threshold is, for example, between 37 Hz and 41 Hz.
  • control module 40 is further configured to generate a third signal if the first frequency is strictly below the second threshold.
  • the third signal is, in particular, a signal intended to inform the user that the mass of the body 22 is greater than or equal to the second mass value.
  • the control module 40 is configured to transmit the first, second or third signal to the indicator 45.
  • control module 40 is configured to estimate the mass of the body 22 with a period of time, and to send a signal to the user, in particular the first, second or third signal, with the period of time.
  • Indicator 45 is configured to convert the signal received from control module 40 into a signal understandable by the user.
  • indicator 45 is configured to emit a visual signal dependent on the received signal.
  • the visual signal is, for example, an on or off lamp.
  • the indicator 45 is configured to light one of three lamps depending on whether the first signal, the second signal or the third signal is received.
  • the indicator 45 is configured to emit an audible signal based on the received signal.
  • FIG. 2 is a flowchart of the steps of a method 150 for measuring the mass of the body 22 implemented by the device 10.
  • the measurement method 150 comprises a vibration step 200, a measurement step 230, a calculation step 240, an estimation step 250 and a signaling step 260.
  • the measurement method 150 is integrated into a method for projecting the product P, which is described below.
  • the projection method further comprises a circulation step 210 and a projection step 220.
  • the actuator 25 vibrates the support 20 and the body 22 with respect to the frame 15. For example, the user turns on the actuator 25.
  • the vibration movement is, in particular, maintained during the circulation step 210, the projection step 220, the measurement step 230, the calculation step 240, the estimation step 250 and the step 260. signaling.
  • the product P circulates in the conduit 90 from the body 22 to the sprayer 30.
  • the product P received by the sprayer 30 is projected by the sprayer 30, for example on a part that the The user wishes to cover at least partially with product P, during the projection step 220.
  • the measuring step 230 includes measuring at least one acceleration value of the carrier 20 by the accelerometer 35. For example, a single acceleration value is measured. Alternatively, acceleration values are measured at successive time instants, with the measurement frequency.
  • the measured acceleration values are transmitted to the control module 40.
  • the calculation step 240 comprises the calculation of speed values, from the acceleration values measured, by the control module 40.
  • the speed values are calculated by integrating the acceleration values over time.
  • control module 40 estimates the mass of the body 22 from the acceleration values, in particular from the speed values.
  • control module 40 determines the first frequency from the calculated speed values, and estimates the mass from the first determined frequency.
  • the control module 40 notably determines the first frequency from values of coefficients of a Fourier transform of the speed values.
  • the control module 40 notably compares the first frequency at least with the first frequency threshold, optionally with the second frequency threshold, and generates a message to the user based at least on the result of the comparison.
  • control module 40 generates the first, second or third message according to the result of the comparison.
  • the generated message is transmitted to flag 45 in signaling step 260.
  • the flag then converts the message generated by control module 40 into a user understandable message.
  • the measurement step 230, the calculation step 240, the estimation step 250 and the signaling step 260 are, in particular, repeated in this order during the vibration step 200, the circulation step 210. , and step 220 of projection.
  • the mass of the body 22 is estimated more precisely than by the devices of the state of the art. Indeed, acceleration measures are not not impacted by the vibration of the support 20 and the body 22 as can be the mass measurements by scales.
  • the speed of movement of the support 20 varies significantly when the mass of the body 22 decreases during the operation of the device 10.
  • the estimation of the mass from the values speed is therefore more precise than from the acceleration values directly.
  • the vibration frequency (ie the first frequency) depends on the mass of the assembly formed by the body 22 and by the support 20, and is likely to vary significantly between a configuration where the body 22 is filled with product P and a configuration where the body 22 is empty.
  • a first example of frequency spectrum 300 representing the speed values v (in millimeters per second) calculated as a function of the associated frequency f (in hertz) is shown in FIG. 3.
  • This first example of spectrum 310 corresponds to a body 22 placed on the support 20 and having a mass of 5 kilograms. We see a peak 310 entered around a frequency of 44.82 Hz. It is deduced that, when the first frequency is equal to 44.82 Hz, the mass of the body 22 is equal to 5 kilograms.
  • FIG. 4 A second example of frequency spectrum 320 representing the speed values v (in millimeters per second) calculated as a function of the associated frequency f (in hertz) is shown in FIG. 4.
  • This second example of spectrum corresponds to a support 20 not supporting no body 22, therefore at zero mass of body 22.
  • Comparing the first frequency to the first frequency threshold is a simple way to estimate body mass 22.
  • the mass estimate is more accurate.
  • Calculating the coefficients of a Fourier transform is a fast and efficient way to determine a frequency.
  • control module 40 is configured to apply frequency filtering to the calculated speed values in order to obtain filtered speed values.
  • the filtering is, for example, band pass filtering.
  • the filtering is high pass filtering
  • the control module 40 is further configured to calculate the coefficient values of the Fourier transform from the filtered speed values.
  • the control module 40 is, moreover, configured to compare the values of coefficients with a threshold of coefficients, and to estimate the mass according to the result of the comparison.
  • control module 40 is configured to generate the first signal when at least one coefficient has an absolute value greater than or equal to the threshold of coefficients.
  • the second example has the advantage of allowing a reduced processing time of the acceleration values, and thus of accelerating the emission of the signal (s). Thus, the mass measurement is more precise.

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Abstract

Dispositif de mesure d'une masse d'un corps et procédés associés L'invention concerne un dispositif (10) de mesure d'une masse d'un corps (22), le dispositif (10) comportant un support (20) propre à supporter le corps (22), un bâti (15) et un actionneur (25) configuré pour faire vibrer le support (20) par rapport au bâti (15). Le dispositif (10) comprend un accéléromètre (35) configuré pour mesurer des valeurs d'une accélération du support (20) lors d'une vibration du support (20) et un module électronique de contrôle (40) configuré pour estimer la masse du corps (22) à partir des valeurs d'accélération mesurées.

Description

TITRE : Dispositif de mesure d’une masse d’un corps et procédés associés
La présente invention concerne un dispositif de mesure de la masse d’un corps. La présente invention concerne également un procédé de mesure associé ainsi qu’un procédé de projection d’un produit associé.
Dans de nombreuses applications, il peut être souhaitable de mesurer la masse de corps qui sont soumis à un mouvement de vibration.
Par exemple, des installations de projection de produits, notamment de produits de revêtement, comprennent en général un pulvérisateur destiné à projeter le produit, par exemple sur une ou plusieurs pièces à recouvrir, ainsi qu’une réserve du produit reliée au pulvérisateur par un ou plusieurs conduits. De telles installations sont notamment utilisées pour projeter ces produits sous forme de fluides tels que des liquides, ou de poudres.
Dans certains cas, les produits ainsi projetés sont peu fluides et tendent à mal s’homogénéiser dans la réserve. Par exemple, certains liquides très visqueux ou des poudres tendent à ne pas occuper immédiatement l’espace libéré par le produit qui a quitté la réserve pour être projeté. Ainsi, il peut arriver que l’extrémité du conduit aspirant le produit pour le conduire au pulvérisateur se retrouve au moins partiellement entourée d’une zone vide alors que la réserve n’est, elle, pas vide, puisque le produit aspiré n’a pas été remplacé dans la zone d’aspiration par du produit provenant du reste de la réserve. Il se produit alors une variation non souhaitée du débit de projection, pouvant aller jusqu’ à une interruption de l’alimentation du pulvérisateur en produit à pulvériser.
Afin d’éviter qu’un tel phénomène se produise, il est connu de faire vibrer mécaniquement la réserve pendant la projection, de manière à faciliter le mouvement du produit dans la réserve et donc son homogénéisation. Ainsi, il est évité que l’alimentation du pulvérisateur en produit à projeter fluctue voire soit interrompue. De telles vibrations sont particulièrement utilisées pour des installations de projection de poudres.
Par ailleurs, il est souhaitable que l’opérateur de l’installation puisse aisément évaluer la quantité de produit restant dans la réserve, afin de faciliter l’organisation du travail et surtout de pouvoir remplir la réserve en temps utile de manière à éviter, là encore, une interruption inattendue de l’alimentation du pulvérisateur en produit à projeter. Pour cela, il est connu qu’une installation de projection de fluide, notamment de poudres, comprenne une balance permettant d’évaluer la masse de la réserve, et donc la quantité de produit restant. Dans d’autres cas, des installations comportent des cuves dans lesquels des produits tels que des produits agro-alimentaires ou chimiques sont agités, par exemple dans le cadre de la préparation d’un produit transformé à partir de ces produits ou afin de faciliter l’écoulement du produit depuis la cuve vers une autre partie de l’installation.
Une centrale de distribution de poudre, propre à alimenter automatiquement une ou plusieurs autres installations avec de la poudre, est un autre exemple d’installation soumise à des vibrations et pour laquelle la masse d’un corps, ici la quantité de poudre restante, doit être mesurée.
Cependant, la mesure de la masse d’un corps en vibration est rendue très imprécise par les vibrations mécaniques auxquelles le corps est soumis. Par exemple, lorsque la masse est mesurée à partir de la mesure d’un déplacement causé par l’action du poids du corps sur un ressort ou un autre élément de rappel, la vibration fait varier continuellement la valeur de ce déplacement.
Il existe donc un besoin pour un dispositif de mesure de la masse d’un corps en vibration qui soit plus précis que les dispositifs de mesure de l’état de la technique.
A cet effet, il est proposé un dispositif de mesure d’une masse d’un corps, le dispositif comportant un support propre à supporter le corps, un bâti et un actionneur configuré pour faire vibrer le support par rapport au bâti, le dispositif comprenant un accéléromètre configuré pour mesurer des valeurs d’une accélération du support lors d’une vibration du support et un module électronique de contrôle configuré pour estimer la masse du corps à partir des valeurs d’accélération mesurées.
Selon des modes de réalisation particuliers, le dispositif comporte une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
- le module de contrôle est configuré pour calculer des valeurs de vitesse du support par rapport au bâti à partir des valeurs d’accélération mesurées, et pour estimer la masse du corps à partir des valeurs de vitesse calculées.
- le module de contrôle est configuré pour déterminer une fréquence de vibration du support par rapport au bâti à partir des valeurs d’accélération mesurées, et pour estimer la masse du corps à partir de la fréquence de vibration déterminée.
- le module de contrôle est configuré pour déterminer la fréquence de vibration à partir des valeurs de vitesse calculées.
- le module de contrôle est configuré pour comparer la fréquence de vibration déterminée à au moins un premier seuil prédéterminé, et pour estimer la masse du corps en fonction de la comparaison. - le module de contrôle est configuré pour générer, lorsque la fréquence est supérieure ou égale audit au moins un premier seuil, un signal à destination d’un utilisateur du dispositif.
- le module de contrôle est configuré pour comparer la fréquence de vibration déterminée à une pluralité de premiers seuils prédéterminés, et pour estimer la masse du corps en fonction de chaque comparaison.
- le module de contrôle est configuré pour calculer des valeurs de coefficients d’une transformée de Fourier des valeurs de vitesse calculées, et pour déterminer la fréquence de vibration à partir des valeurs de coefficients calculées.
- le module de contrôle est configuré pour :
appliquer un filtrage passe-bande fréquentiel aux valeurs de vitesse calculées, calculer des valeurs de coefficients d’une transformée de Fourier des valeurs de vitesse filtrées,
comparer une valeur absolue de chaque valeur de coefficient calculée à un deuxième seuil prédéterminé, et
estimer la masse, notamment pour générer un signal à destination d’un utilisateur, en fonction du résultat de la comparaison.
- l’actionneur est configuré pour déplacer le support selon une direction par rapport au bâti lorsque l’actionneur fait vibrer le support, l’accéléromètre étant configuré pour mesurer des valeurs d’accélération du support selon ladite direction.
- le corps est une réserve d’un produit, le dispositif comportant, en outre, un projecteur configuré pour recevoir un flux du produit depuis la réserve et pour projeter le produit reçu, le produit étant notamment une poudre.
Il est également proposé un procédé de mesure d’une masse d’un corps, mis en oeuvre par un dispositif de mesure comportant un support supportant le corps, un bâti et un actionneur configuré pour faire vibrer le support par rapport au bâti, le procédé comportant des étapes de :
- mise en vibration, par l’actionneur, du support par rapport au bâti,
- mesure des valeurs d’une accélération du support lors de la vibration, et
- estimation, par un module électronique de contrôle, de la masse du corps à partir des valeurs d’accélération mesurées.
Il est également proposé un procédé de projection d’un produit, mis en oeuvre par un dispositif tel que défini précédemment, le support supportant une réserve du produit, le produit étant notamment une poudre, le procédé comportant des étapes de :
- circulation du produit depuis la réserve jusqu’au projecteur,
- projection, par le projecteur, du produit reçu, et - mise en œuvre d’un procédé de mesure de la masse d’un corps tel que défini précédemment, le corps étant la réserve de produit.
Des caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
[Fig 1 ] la figure 1 est une représentation schématique d’un exemple de dispositif selon l’invention,
[Fig 2] la figure 2 est un ordinogramme des étapes d’un procédé de projection d’un produit, mis en œuvre par le dispositif de la figure 1 ,
[Fig 3] la figure 3 est un exemple de spectre fréquentiel mesuré lors du procédé de la figure 2, et
[Fig 4] la figure 4 est un deuxième exemple de spectre fréquentiel mesuré lors du procédé de la figure 2.
Un premier exemple de dispositif 10 de mesure d’une masse d’un corps 22 est représenté sur la figure 1.
Le dispositif comporte un bâti 15, un support 20 configuré pour supporter le corps 22, un actionneur 25, un accéléromètre 35, un module de contrôle 40 et un indicateur 45.
Le dispositif 10 va être décrit ci-dessous dans le cas où le dispositif 10 est un dispositif de projection d’un produit P. Dans ce cas, le dispositif de projection 10 comporte, en outre, un pulvérisateur 30. En outre, le corps 22 est, par exemple, une réserve du produit P.
Il est à noter que des variantes du dispositif 10 dans lequel le dispositif 10 n’est pas un dispositif de projection d’un produit P sont également envisageables. Dans ce cas, le dispositif 10 ne comporte pas de pulvérisateur 30.
Le dispositif de projection 10 est configuré pour projeter un produit P, notamment un produit de revêtement tel qu’une peinture ou un vernis.
Le produit P est, par exemple, sous forme de poudre. Par exemple, le produit P est un produit de revêtement sous forme de poudre, propre à fondre pour former une couche de produit de revêtement sur la surface d’une pièce lorsque la pièce portant une couche de la poudre est chauffée.
Le bâti 15 est, par exemple, configuré pour supporter le support 20, le corps 22, G actionneur 25, le module de contrôle 40 et l’indicateur 45. Toutefois, des modes de réalisation dans lesquels au moins un élément parmi le support 20, le corps 22, l’actionneur 25, le module de contrôle 40 et l’indicateur 45 n’est pas supporté par le bâti 15 sont également envisageables. Le bâti 15 comporte, par exemple, un châssis 50, notamment métallique, et des roues 55, ainsi qu’un organe de préhension 60, notamment une poignée, propre à permettre à un utilisateur de déplacer le dispositif 10.
En variante, le bâti 15 est un bâti fixe, par exemple une dalle de béton, ou tout autre type de bâti fixe.
Le support 20 est configuré pour supporter le corps 22. Ainsi, le bâti 15 supporte le corps 22 par l’intermédiaire du support 20.
Le support 20 est, par exemple, réalisé en un matériau métallique. En variante, le support 20 est réalisé au moins partiellement en une matière plastique, par exemple en un matériau composite.
Le support 20 comporte, par exemple, une face de support 60, et optionnellement une ou plusieurs cale(s) 65, également appelée(s) butoir(s).
Le support 20 est mobile par rapport au bâti 15. En particulier, le support 20 est configuré pour occuper, au repos et en l’absence de sollicitation mécanique externe, une position d’équilibre par rapport au bâti 15, et pour être déplacé par l’actionneur 25 vers au moins une position différente de la position d’équilibre.
Le support 20 est, par exemple, relié au bâti 15 par un ou plusieurs amortisseurs 70, réalisés notamment en un matériau élastomère. Chaque amortisseur 70 est, par exemple, interposé selon la direction verticale entre le bâti 15 et le support 20. Dans ce cas, la déformation du ou des amortisseur(s) 70 permet un déplacement relatif du support 20 par rapport au bâti 15.
En variante, le support 20 est suspendu au bâti 15 via le ou les amortisseurs 70. Selon une autre variante, le support 20 est monté sur le bâti 15 via une liaison pivot ou par un autre type de liaison mécanique permettant un déplacement relatif du support 20 par rapport au bâti 15.
La face de support 60 est prévue pour supporter le corps 22.
La face de support 60 est, par exemple, plane.
Selon l’exemple représenté, la face de support 60 forme, lorsque le dispositif 10 est en fonctionnement, un angle supérieur ou égal à 10 degrés (°) avec l’horizontale. Par exemple, une direction normale D, perpendiculaire à la face de support 60, forme un angle supérieur ou égal à 10° avec une direction verticale Z.
En particulier, l’angle entre la direction normale D et la direction verticale Z est compris entre 85 degrés(°) et 95°.
En variante, la face de support 60 est une face horizontale.
La ou les cale(s) 65 sont configurées pour empêcher un mouvement du corps 22 depuis une position dans laquelle le corps 22 est supporté par la face de support 60 jusqu’à une position où le corps 22 n’est pas supporté par la face de support 60. En particulier, chaque cale 65 est disposée sur un pourtour de la face de support 60 et forme une saillie à partir de la face de support 60. Par exemple, chaque cale 65 est disposée à une extrémité inférieure de la face de support 60, lorsque celle-ci forme un angle avec l’horizontale. Dans ce cas, chaque cale 65 est propre à empêcher le corps 22 de tomber de la face de support 60 sous l’effet de la gravité.
Le corps 22 est supporté par le support 20.
Le corps 22 est, notamment, amovible par rapport au support 20. Par exemple, le corps 22 est posé sur la face de support 60.
En variante, le corps 22 est fixé au support 20. Par exemple, le corps 22 est suspendu au support 20, par exemple via des crochets, ou encore fixé au support 20 par encliquetage.
Selon une autre variante, le corps 22 est venu de matière avec le support 20.
Il est à noter que le support 20 et le corps 22 sont susceptibles de prendre de nombreuses formes.
Une masse du corps 22 est susceptible d’être comprise, par exemple, entre 0 kilogramme (kg) et 25 kg.
Lorsque le dispositif 10 est un dispositif de projection de produit P, le corps 22 est une réserve du produit P. En d’autres termes, le corps 22 contient du produit P. Le corps 22 est, par exemple, un récipient tel qu’un baril, un carton, ou encore une bouteille. Lorsque le corps 22 est venu de matière avec le support 20, le corps 22 est formé par une partie creuse du support 20, qui est prévue pour être remplie du produit P.
L’actionneur 25 est configuré pour faire vibrer le support 20 par rapport au bâti 15. En particulier, l’actionneur 25 est configuré pour faire vibrer conjointement le support 20 et le corps 22 qui est supporté par le support 20, lorsque ce corps est présent.
Il est notamment entendu par « vibrer» un mouvement périodique ou pseudo périodique du support 20 par rapport au bâti 15. En d’autres termes, la vibration est une oscillation. La vibration présente, par exemple, une première fréquence temporelle comprise entre 0 Hertz (Hz) et 100 Hz, notamment comprise entre 40 Hz et 60 Hz.
L’actionneur 25 est configuré pour exercer sur le support 20 une force périodique présentant une deuxième fréquence. La force tend à déplacer le support 20 par rapport au bâti 15.
La deuxième fréquence est, par exemple, comprise entre 10 Hertz (Hz) et 100 Hz, notamment comprise entre 40 Hz et 60 Hz.
Il est à noter que la deuxième fréquence est susceptible d’être différente de la première fréquence. En particulier, du fait de l’inertie du support 20 et du corps 22, la force exercée par l’actionneur 25, qui présente la deuxième fréquence, entraîne une vibration du support 20 et du corps 22 avec une première fréquence différente de la deuxième fréquence. La première fréquence est, notamment, une fréquence propre de l’ensemble formé par le support 20, le corps 22 et le ou les élément(s), tels que l’actionneur 25 dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1 , qui sont solidaires du support 20 et du corps 22.
Une fréquence propre d’un objet ou d’un ensemble d’objets est notamment une fréquence à laquelle l’objet ou l’ensemble est susceptible de vibrer naturellement en l’absence de contraintes extérieures Par exemple, si l’objet ou l’ensemble est déplacé hors d’une position d’équilibre et laissé ensuite libre de se mouvoir jusqu’à avoir dissipé l’énergie amenée par ce déplacement initial, l’objet ou l’ensemble adoptera naturellement un mouvement pseudopériodique autour de sa position d’équilibre, à l’une de ses fréquences propres, jusqu’à finalement revenir à sa position d’équilibre statique.
Un objet ou ensemble d’objets est susceptible de présenter plusieurs fréquences propres correspondant notamment à des mouvements différents.
La première fréquence, comme de manière générale les fréquences propres, est fonction de la masse du support 20 et du corps 22.
Le mouvement du support 20 lors de la vibration est, par exemple, un mouvement dans un plan perpendiculaire à la direction verticale Z. En variante, le mouvement est un mouvement selon la direction verticale Z.
L’actionneur 25 est, par exemple, solidaire du support 20, notamment supporté par, en particulier suspendu au, support 20.
L’actionneur 25 comporte, par exemple, un moteur 75, notamment un moteur électrique, un arbre 80 et un lest 85.
Le moteur 75 est configuré pour faire pivoter l’arbre 80 autour de son axe A. Par exemple, le moteur 75 est configuré pour faire tourner l’arbre 80 autour de son axe A avec une fréquence comprise entre 10 Hz et 100 Hz, notamment comprise entre 40 Hz et 60 Hz.
Le lest 85 est fixé à l’arbre 80.
Le lest 85 présente un centre de gravité. Une distance entre l’axe A et le centre de gravité est strictement supérieure à zéro. Par exemple, la distance est comprise entre 5 millimètres (mm) et 500 mm.
Ainsi, lors de la rotation de l’arbre 80, le centre de gravité du lest 85 est mis en mouvement. En d’autres termes, le lest forme un balourd lors de la rotation de l’arbre 80. Il apparaît alors une force tendant à faire vibrer l’actionneur 25, et donc également le support 20. En variante, l’actionneur 25 est interposé entre le bâti 15 et le support 20, et configuré pour exercer sur le bâti 15 et sur le support 20 une force périodique tendant à faire vibrer le support 20 par rapport au bâti 15.
Le pulvérisateur 30 est configuré pour recevoir un flux du produit P du corps 22 et pour projeter le produit P, par exemple sur une pièce que l’utilisateur souhaite recouvrir de produit P.
Le pulvérisateur 30 est, par exemple, un pulvérisateur électrostatique propre à imposer une différence de potentiel électrique entre le pulvérisateur 30 et la pièce à recouvrir.
Le pulvérisateur 30 est, par exemple, relié au corps 22 par un conduit 90 et configuré pour aspirer du produit P via le conduit 90.
L’accéléromètre 35 est configuré pour mesurer des valeurs d’une accélération du support 20. Par exemple, l’accéléromètre 35 est solidaire du support 20 et configuré pour mesurer des valeurs d’une accélération de l’accéléromètre 35.
L’accéléromètre 35 est, par exemple, configuré pour mesurer les valeurs d’accélération avec une fréquence de mesure temporelle comprise entre 35 Hertz (Hz) et 50 Hz. En particulier, un intervalle temporel entre deux instants temporels correspondant à deux valeurs mesurées successives est constant. En d’autres termes, la fréquence de mesure est constante. En variante, la fréquence de mesure est variable.
L’accéléromètre 35 est, par exemple, configuré pour mesurer des valeurs d’une accélération du support 20 selon une unique direction D1 .
De préférence, la direction D1 est une direction selon laquelle une amplitude du mouvement du support 20 lors de la vibration est supérieure ou égale aux amplitudes du mouvement du support 20 dans les autres directions.
En particulier, la direction D1 est une direction telle que l’actionneur 25 est configuré pour exercer sur le support 20 une force tendant à déplacer le support 20 par rapport au bâti 15 selon cette direction.
La direction D1 est, par exemple, une direction perpendiculaire à l’axe A de l’arbre
80.
En variante, l’accéléromètre 35 est configuré pour mesurer des valeurs d’accélération du support 20 selon deux directions distinctes, notamment selon deux directions perpendiculaires l’une à l’autre. Par exemple l’accéléromètre 35 est configuré pour mesurer des valeurs d’accélération du support 20 selon deux directions perpendiculaires à l’axe A.
L’accéléromètre 35 est configuré pour transmettre les valeurs d’accélération mesurées au module de contrôle 40. Par exemple, l’accéléromètre 35 est relié au module de contrôle 40 par une liaison filaire, ou encore est configuré pour communiquer avec le module de contrôle 40 par ondes radiofréquence.
Le module de contrôle 40 est configuré pour estimer une masse du corps 22, notamment une masse de produit P dans le corps 22, à partir au moins des valeurs d’accélération mesurées par l’accéléromètre.
Par exemple, le module de contrôle 40 est configuré pour générer un signal, par exemple un signal à destination de l’utilisateur, dépendant de la masse du corps.
En particulier, le module de contrôle 40 est configuré pour déterminer, à partir au moins des valeurs d’accélération mesurées, la première fréquence, et pour estimer la masse à partir de la première fréquence déterminée.
Il est à noter que selon des variantes envisageables, le module de contrôle 40 est configuré pour estimer la masse de la réserve 22 à partir d’un autre paramètre que la première fréquence, par exemple à partir d’une valeur absolue d’au moins une valeur d’accélération, par exemple en comparant la valeur absolue à un seuil.
Le module de contrôle 40 comporte, par exemple, un module de calcul, un module de détermination, et un module d’estimation.
Le module de contrôle 40 comporte, notamment, une unité de traitement de données 92 comprenant un processeur 95 et une mémoire 100, dans laquelle des instructions logicielles sont stockées. Lorsque les instructions logicielles sont exécutées par le processeur 95, le module de calcul, le module de détermination et le module d’estimation sont formés.
En variante, le module de calcul, le module de détermination et le module d’estimation sont réalisés sous la forme de circuits intégrés dédiés, ou encore de circuits logiques programmables.
Le module de contrôle 40, est configuré pour calculer des valeurs de vitesse du support 20 à partir des valeurs d’accélération mesurées, et pour estimer la masse à partir des valeurs de vitesse calculées. Par exemple, le module de contrôle 40, notamment le module de calcul, est configuré pour calculer les valeurs de vitesse par intégration temporelle des valeurs d’accélération mesurées.
Le module de contrôle 40 est, notamment, configuré pour calculer des valeurs de vitesse du support 20 et pour déterminer la première fréquence à partir des valeurs de vitesse calculées. La détermination de la première fréquence est, notamment, effectuée par le module de détermination.
En variante, le module de contrôle 40, notamment le module de détermination, est configuré pour estimer la masse du corps 22 à partir d’une valeur absolue d’au moins une valeur de vitesse calculée, par exemple à partir du résultat de la comparaison de la valeur absolue à un seuil prédéterminé.
Le module de contrôle 40, notamment module de détermination, est configuré pour calculer des valeurs de coefficients d’une transformée de Fourier. La transformée de Fourier est, par exemple, une transformée de Fourier des valeurs de vitesse calculées.
En variante, la transformée de Fourier est une transformée de Fourier des valeurs d’accélération mesurées, ou encore de valeurs de déplacement du support 20 par rapport au bâti. Les valeurs de déplacement sont, notamment, des valeurs d’une distance du support 20 par rapport à la position d’équilibre. Les valeurs de déplacement sont, par exemple, calculées par le module de contrôle 40 à partir des valeurs d’accélération mesurées, en particulier par intégration temporelle des valeurs de vitesse calculées.
Le module de contrôle 40 est, par exemple, configuré pour calculer les valeurs de coefficients par transformée de Fourier rapide. La transformée de Fourier rapide, souvent désignée sous l’acronyme FFT, de l’Anglais « Fast Fourier Transform », est un algorithme de calcul d’une transformée de Fourier discrète.
Le module de contrôle 40 est configuré, de manière connue en soi, pour déterminer la première fréquence à partir des coefficients calculés.
Le module de contrôle 40, en particulier, le module d’estimation, est configuré, par exemple, pour estimer la masse du corps 22 en fonction d’une comparaison de la première fréquence avec au moins un seuil fréquentiel prédéterminé. En particulier, le module de contrôle 40 est configuré pour estimer la masse du corps 22 en fonction d’une comparaison de la première fréquence avec une pluralité de seuils fréquentiels.
Par exemple, le module d’estimation est configuré pour comparer la première fréquence à un premier seuil fréquentiel et à un deuxième seuil fréquentiel strictement supérieur au premier seuil fréquentiel.
Le module de contrôle 40 est, par exemple, configuré pour générer un premier signal si la première fréquence est supérieure ou égale au premier seuil fréquentiel. Le premier signal est, notamment, un signal prévu pour informer l’utilisateur que la masse du corps 22 est inférieure ou égale à une première valeur de masse.
Le premier seuil fréquentiel est, par exemple, compris entre 47 Hz et 50Hz. Par exemple, la première valeur de masse est égale à zéro, correspondant notamment à une réserve vide.
En complément facultatif, la module de contrôle 40 est configuré pour générer un deuxième signal si la première fréquence est strictement inférieure au premier seuil et supérieure ou égale au deuxième seuil. Chaque signal généré par le module de contrôle 40 est, notamment, généré par le module d’estimation.
Le deuxième signal est, notamment, un signal prévu pour informer l’utilisateur que la masse estimée est strictement supérieure à la première valeur de masse et inférieure ou égale à une deuxième valeur de masse.
La deuxième valeur de masse est, par exemple, égale à 25 kg.
Le deuxième seuil est, par exemple, compris entre 37 Hz et 41 Hz.
Optionnellement, le module de contrôle 40 est, en outre, configuré pour générer un troisième signal si la première fréquence est inférieure strictement au deuxième seuil. Le troisième signal est, notamment, un signal prévu pour informer l’utilisateur que la masse du corps 22 est supérieure ou égale à la deuxième valeur de masse.
Le module de contrôle 40 est configuré pour transmettre le premier, deuxième ou troisième signal à l’indicateur 45.
Par exemple, le module de contrôle 40 est configuré pour estimer la masse du corps 22 avec une période temporelle, et pour émettre un signal à destination de l’utilisateur, notamment le premier, deuxième ou troisième signal, avec la période temporelle.
L’indicateur 45 est configuré pour convertir le signal reçu du module de contrôle 40 en un signal compréhensible par l’utilisateur.
Par exemple, l’indicateur 45 est configuré pour émettre un signal visuel dépendant du signal reçu. Le signal visuel est, par exemple, une lampe allumée ou éteinte.
Selon un mode de réalisation, l’indicateur 45 est configuré pour allumer l’une parmi trois lampes selon que le premier signal, le deuxième signal ou le troisième signal est reçu.
En variante, l’indicateur 45 est configuré pour émettre un signal sonore en fonction du signal reçu.
Le fonctionnement du dispositif 10 va maintenant être décrit en référence à la figure 2, qui est un ordinogramme des étapes d’un procédé 150 de mesure de la masse du corps 22 mis en oeuvre par le dispositif 10.
Le procédé de mesure 150 comporte une étape 200 de vibration, une étape 230 de mesure, une étape 240 de calcul, une étape 250 d’estimation et une étape 260 de signalisation.
Par exemple, le procédé de mesure 150 est intégré dans un procédé de projection du produit P, qui est décrit ci-après. Le procédé de projection comporte, en outre, une étape 210 de circulation et une étape 220 de projection.
Lors de l’étape de vibration 200, l’actionneur 25 fait vibrer le support 20 et le corps 22 par rapport au bâti 15. Par exemple, l’utilisateur met en route l’actionneur 25. Le mouvement de vibration est, notamment, maintenu pendant l’étape 210 de circulation, l’étape 220 de projection, l’étape 230 de mesure, l’étape 240 de calcul, l’étape 250 d’estimation et l’étape 260 de signalisation.
Au cours de l’étape de circulation 210, le produit P circule dans le conduit 90 depuis le corps 22 jusqu’au pulvérisateur 30. Le produit P reçu par le pulvérisateur 30 est projeté par le pulvérisateur 30, par exemple sur une pièce que l’utilisateur souhaite recouvrir au moins partiellement de produit P, au cours de l’étape de projection 220.
L’étape de mesure 230 comprend la mesure d’au moins une valeur d’accélération du support 20 par l’accéléromètre 35. Par exemple, une unique valeur d’accélération est mesurée. En variante, des valeurs d’accélération sont mesurées à des instants temporels successifs, avec la fréquence de mesure.
Les valeurs d’accélération mesurées sont transmises au module de contrôle 40.
L’étape de calcul 240 comporte le calcul de valeurs de vitesse, à partir des valeurs d’accélération mesurées, par le module de contrôle 40.
Les valeurs de vitesse sont calculées par intégration temporelle des valeurs d’accélération.
Lors de l’étape d’estimation 250, le module de contrôle 40 estime la masse du corps 22 à partir des valeurs d’accélération, notamment à partir des valeurs de vitesse.
En particulier, le module de contrôle 40 détermine la première fréquence à partir des valeurs de vitesse calculées, et estime la masse à partir de la première fréquence déterminée.
Le module de contrôle 40 détermine notamment la première fréquence à partir de valeurs de coefficients d’une transformée de Fourier des valeurs de vitesse.
Le module de contrôle 40 compare notamment la première fréquence au moins au premier seuil fréquentiel, optionnellement au deuxième seuil fréquentiel, et génère un message à destination de l’utilisateur en fonction au moins du résultat de la comparaison.
Par exemple, le module de contrôle 40 génère le premier, deuxième ou troisième message en fonction du résultat de la comparaison.
Le message généré est transmis à l’indicateur 45 lors de l’étape de signalisation 260. L’indicateur convertit alors le message généré par le module de contrôle 40 en message compréhensible par l’utilisateur.
L’étape 230 de mesure, l’étape 240 de calcul, l’étape 250 d’estimation et l’étape 260 de signalisation sont, notamment, répétées dans cet ordre pendant l’étape 200 de vibration, l’étape 210 de circulation, et l’étape 220 de projection.
Grâce à l’invention, la masse du corps 22 est estimée de manière plus précise que par les dispositifs de l’état de la technique. En effet, les mesures d’accélération ne sont pas impactées par la vibration du support 20 et du corps 22 comme peuvent l’être les mesures de masse par des balances.
Du fait des valeurs de masse et des première et deuxième fréquences généralement utilisées, la vitesse de déplacement du support 20 varie de manière importante lorsque la masse du corps 22 diminue lors du fonctionnement du dispositif 10. L’estimation de la masse à partir des valeurs de vitesse est donc plus précise qu’à partir des valeurs d’accélération directement.
L’estimation de la masse à partir de la fréquence de vibration est également particulièrement précise. En effet, la fréquence de vibration (i.e la première fréquence) dépend de la masse de l’ensemble formé par le corps 22 et par le support 20, et est susceptible de varier de manière importante entre une configuration où le corps 22 est rempli de produit P et une configuration où le corps 22 est vide.
Par exemple, un premier exemple de spectre fréquentiel 300 représentant les valeurs de vitesse v (en millimètres par seconde) calculées en fonction de la fréquence f associée (en hertz) est représenté sur la figure 3. Ce premier exemple de spectre 310 correspond à un corps 22 posé sur le support 20 et présentant une masse de 5 kilogrammes. On y voit un pic 310 entré autour d’une fréquence de 44,82 Hz. On en déduit que, lorsque la première fréquence est égale à 44,82 Hz, la masse du corps 22 est égale à 5 kilogrammes.
Un deuxième exemple de spectre fréquentiel 320 représentant les valeurs de vitesse v (en millimètres par seconde) calculées en fonction de la fréquence f associée (en hertz) est représenté sur la figure 4. Ce deuxième exemple de spectre correspond à un support 20 ne supportant aucun corps 22, donc à une masse nulle du corps 22. On y voit un pic 330 entré autour d’une fréquence de 47,87 Hz. On en déduit que, lorsque la première fréquence est égale à 47,87 Hz, la masse du corps 22 est égale à zéro.
Comme on peut le voir de la comparaison des spectres 300 et 320, une variation de la masse du corps 22 se traduit par une variation importante de la première fréquence.
La comparaison de la première fréquence au premier seuil fréquentiel est une manière simple d’estimer la masse du corps 22. Lorsque la première fréquence est comparée à plusieurs seuils fréquentiels, l’estimation de la masse est plus précise.
Le calcule de coefficients d’une transformée de Fourier est une manière efficace et rapide de déterminer une fréquence.
Un deuxième exemple de dispositif 10 va maintenant être décrit. Les éléments identiques au premier exemple de dispositif 10 ne sont pas décrits à nouveau. Seules les différences sont mises en évidence. Le module de contrôle 40 est configuré pour appliquer un filtrage fréquentiel aux valeurs de vitesse calculées afin d’obtenir des valeurs de vitesse filtrées.
Le filtrage est, par exemple, un filtrage passe-bande. En variante, le filtrage est un filtrage passe-haut
Le module de contrôle 40 est en outre configuré pour calculer les valeurs de coefficients de la transformée de Fourier à partir des valeurs de vitesse filtrées.
Le module de contrôle 40 est, de plus, configuré pour comparer les valeurs de coefficients à un seuil de coefficients, et pour estimer la masse en fonction du résultat de la comparaison.
Par exemple, le module de contrôle 40 est configuré pour générer le premier signal lorsqu’au moins un coefficient présente une valeur absolue supérieure ou égale au seuil de coefficients.
Le deuxième exemple présente l’avantage de permettre un temps de traitement réduit des valeurs d’accélération, et ainsi d’accélérer l’émission du ou des signaux. Ainsi, la mesure de masse est plus précise.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif (10) de mesure d’une masse d’un corps (22), le dispositif (10) comportant un support (20) propre à supporter le corps (22), un bâti (15) et un actionneur (25) configuré pour faire vibrer le support (20) par rapport au bâti (15),
le dispositif (10) étant caractérisé en ce qu’il comprend un accéléromètre (35) configuré pour mesurer des valeurs d’une accélération du support (20) lors d’une vibration du support (20) et un module électronique de contrôle (40) configuré pour estimer la masse du corps (22) à partir des valeurs d’accélération mesurées.
2. Dispositif selon la revendication 1 , dans lequel le module de contrôle (40) est configuré pour calculer des valeurs de vitesse du support (20) par rapport au bâti (15) à partir des valeurs d’accélération mesurées, et pour estimer la masse du corps (22) à partir des valeurs de vitesse calculées.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le module de contrôle (40) est configuré pour déterminer une fréquence de vibration du support (20) par rapport au bâti (15) à partir des valeurs d’accélération mesurées, et pour estimer la masse du corps (22) à partir de la fréquence de vibration déterminée.
4. Dispositif selon la revendication 3, prise avec la revendication 2, dans lequel le module de contrôle (40) est configuré pour déterminer la fréquence de vibration à partir des valeurs de vitesse calculées.
5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, dans lequel le module de contrôle (40) est configuré pour comparer la fréquence de vibration déterminée à au moins un premier seuil prédéterminé, et pour estimer la masse du corps (22) en fonction de la comparaison.
6. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel le module de contrôle (40) est configuré pour générer, lorsque la fréquence est supérieure ou égale audit au moins un premier seuil, un signal à destination d’un utilisateur du dispositif (10).
7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel le module de contrôle (40) est configuré pour comparer la fréquence de vibration déterminée à une pluralité de premiers seuils prédéterminés, et pour estimer la masse du corps (22) en fonction de chaque comparaison.
8. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 3 à 6, prise dans sa dépendance à la revendication 2, dans lequel le module de contrôle (40) est configuré pour calculer des valeurs de coefficients d’une transformée de Fourier des valeurs de vitesse calculées, et pour déterminer la fréquence de vibration à partir des valeurs de coefficients calculées.
9. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel le module de contrôle (40) est configuré pour :
- appliquer un filtrage passe-bande fréquentiel aux valeurs de vitesse calculées,
- calculer des valeurs de coefficients d’une transformée de Fourier des valeurs de vitesse filtrées,
- comparer une valeur absolue de chaque valeur de coefficient calculée à un deuxième seuil prédéterminé, et
- estimer la masse, notamment pour générer un signal à destination d’un utilisateur, en fonction du résultat de la comparaison.
10. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’actionneur (25) est configuré pour déplacer le support (15) selon une direction (D1 ) par rapport au bâti (15) lorsque l’actionneur (25) fait vibrer le support (20), l’accéléromètre (35) étant configuré pour mesurer des valeurs d’accélération du support (20) selon ladite direction (D1 ).
11. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le corps (22) est une réserve d’un produit (P), le dispositif (10) comportant, en outre, un projecteur (30) configuré pour recevoir un flux du produit (P) depuis la réserve (22) et pour projeter le produit (P) reçu, le produit (P) étant notamment une poudre.
12. Procédé de mesure d’une masse d’un corps (22), mis en oeuvre par un dispositif de mesure (10) comportant un support (20) supportant le corps (22), un bâti (15) et un actionneur (25) configuré pour faire vibrer le support (20) par rapport au bâti (15), le procédé comportant des étapes de :
- mise en vibration (200), par l’actionneur (25), du support (20) par rapport au bâti
(15),
- mesure (230) des valeurs d’une accélération du support (20) lors de la vibration, et - estimation (250), par un module électronique de contrôle (40), de la masse du corps (22) à partir des valeurs d’accélération mesurées.
13. Procédé de projection d’un produit (P), mis en oeuvre par un dispositif (10) selon la revendication 1 1 , le support (20) supportant une réserve (22) du produit (P), le produit (P) étant notamment une poudre, le procédé comportant des étapes de :
- circulation (210) du produit (P) depuis la réserve (22) jusqu’au projecteur (30),
- projection (220), par le projecteur (30), du produit (P) reçu, et
- mise en oeuvre d’un procédé (150) de mesure de la masse d’un corps (22) selon la revendication précédente, le corps (22) étant la réserve (22) de produit (P).
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